沥青路面高渗透乳化沥青透层施工探析

沥青路面高渗透乳化沥青透层施工探析
摘要：透层材料渗透效果是影响其在我国东南沿海高温多雨地区沥青路面应用的重要方面，影响乳化沥青渗透性能的因素主要有半刚性基层致密性，沥青针入度、黏度、渗透性、蒸馏残留物含量等，通过选用合适的渗透剂，打断沥青材料中长分子链[1]，稀释沥青，以使其黏度下降，针入度增大，增强乳化沥青的渗透性能。

关键词：沥青路面；透层材料
1 透层材料简介
高速公路基层和下面层之间必须设置透层，以增强结构层黏结性和整体性。

按照相关规范，透层是为了使沥青面层和非沥青基层良好结合，而在基层上浇洒煤沥青、乳化沥青等材料后形成的渗入基层表面的薄层，能减少雨水对基层的渗透破坏。

通常情况下，透层沥青渗透力越大，越有利于改善和增强基层的抗水损和抗冲刷能力，减少渗水对基层的破坏；当透层沥青渗透至基层一定深度后，便能使沥青混凝土层和基层黏结成整体，增强沥青路面投运后抗水损性能的同时，还能避免月牙形推挤裂纹的形成。

2 工程概况
某高速公路起讫桩号K285+200—K298+700段位于东南沿海湿润多雨地区，路面宽35m，设计行车速度为100km/h，双向六车道设计，标准轴载设计标准为BZZ-100重型标准。

路面沥青混凝土结构层为：厚度25cm的4%水稳碎石底基层+厚度20cm的6%水稳碎石基层+厚度1cm下封层+厚度6cm的粗粒式沥青混凝土AC-25Ⅰ下面层+厚度6cm的中粒式AC-20Ⅰ中面层+厚度4cm的中粒式AK-16A沥青混凝土上面层。

各结构层均洒布黏层沥青。

为确保基层和下面层黏结成整体，避免沥青路面发生水损害，透层应洒布渗透效果较好的乳化沥青。

3 高渗透乳化沥青性能试验
本高速公路基层为半刚性设计，施工过程中采用3台ABC摊铺机一次摊铺碾压成型，主车道2台摊铺机和硬路肩1台摊铺机以梯队形式联合作业；基层采用薄膜覆盖养生方式。

进行普通乳化沥青和高渗透乳化沥青透层性能的对比试验，根据试验结果进行施工材料选用。

3.1 普通乳化沥青性能试验
普通乳化沥青包括洒布型阳离子乳化沥青和阴离子乳化沥青两类，在半刚性基层表面选择试验路段进行渗透试验，并在试验时稀释试样以增强其渗透性能。

试验结果具体见表1、表2。

根据渗透性试验结果可以看出，普通乳化沥青洒布在表面致密的半刚性基层后渗透效果不良，在基层施工后尽快洒布施工，所形成的黏结薄层较好。

表1 洒布型阳离子乳化沥青渗透性能试验结果
表2 洒布型阴离子乳化沥青渗透性能试验结果
3.2 高渗透乳化沥青性能试验
通过中裂阳离子乳化剂对掺加渗透剂的沥青含量45%的AH-90沥青乳化后形成高渗透乳化沥青，采用钻芯取样对其渗透深度进行检测[2]。

结果表明，高渗透乳化沥青在基层施工0.5h、7d、30d后洒布，渗透深度分别可达1～28mm、1～23mm、1～18mm。

充分表明，半刚性基层中高渗透乳化沥青的渗透效果比普通乳化沥青好，为此，基层透层油应选择使用高渗透乳化沥青。

4 高渗透乳化沥青透层施工
高渗透乳化沥青透层施工工艺流程及方法与普通乳化沥青基本相同，只在原材料选用、乳化沥青储存、洒布量控制、养生等方面存在细微差别。

4.1 原材料
高渗透乳化沥青是采用中裂阳离子乳化剂对掺加渗透剂的AH-90沥青乳化后，形成沥青含量40%～50%、油水比3∶1的乳化沥青，渗透性能优良。

故其原材料中油相含量70%，水相含量30%，恩格拉黏度指数1%～6%，有效沥青含量50%～60%，筛上剩余量小于0.3%，破乳速度较慢，正电荷，1d和5d存储稳定性分别在1%和5%以内，针入度80～300mm,25℃延度大于80cm，三氯乙烯环境中溶解度大于99%，通过与水的混合性试验及与矿料的黏附性试验[3]。

4.2 高渗透乳化沥青储存
高渗透乳化沥青制备完成后应采用容量50t以上的储存罐存放，并在罐顶搭设凉棚，避免阳光直射、温度过高等影响乳化沥青性能。

储存期间还应通过潜水泵进行内部循环，即由潜水泵将罐内所储存的高渗透乳化沥青抽出后再由软管输送至罐内，每天使用前循环1次，循环时间至少0.5h。

4.3 乳化沥青洒布
施工开始前彻底清理路面基层覆盖物及灰尘，并采用3～4台大功率森林灭火器沿路面纵向清扫碎石颗粒，并使基层表面骨料外露。

清扫干净后还应使用洒水车喷洒少量水，待基层表面达到设计湿润状态后喷洒透层沥青。

完成基层施工并达到设计强度，且作业面达到机械洒布长度时开始洒布施工。

由沥青洒布车沿高速公路各个车道依次喷洒透层沥青，且相邻车道尽量不重叠洒布，对于露白或漏洒的区域，应由施工人员使用专门设备补喷，确保喷洒后透层油不流淌、表面不形成油膜。

洒布透层沥青后应进行至少72h的交通管制，以便于渗透。

透层沥青洒布过程中洒布车辆以30km/h的速度匀速前行，并尽量缩短起步时间，起步后迅速提升至洒布速度，并顺直平稳行进。

洒布量按照洒布后不形成明显流淌为限，本公路透层沥青洒布量为0.8～1.0kg/m2。

洒布完成后应立即关闭洒布车辆的油路系统，避免余油流淌成膜而影响洒布施工质量。

4.4 施工效果评价
本公路沥青路面透层沥青施工结束后选取K48+410—K48+950及K90+000—K90+100段进行施工效果检测。

根据检测结果，高渗透乳化沥青对基层渗透充分，面层和基层联结效果良好，透层沥青平均渗透深度达8mm，施工效果良好。

采用高渗透乳化沥青施工能有效避免煤沥青、煤油、柴油等渗透材料铺设透层所造成的环境污染及对施工人员健康的伤害。

类似工程经验表明，以煤油稀释沥青和慢裂乳化沥青为透层材料会增大施工成本，而高渗透乳化沥青透层材料只需用水稀释，同等洒布量下可节省材料成本20%～30%。

使用煤油稀释沥青和慢裂乳化沥青等透层材料时，必须在喷洒过程中不断撒布石屑，在完成透层沥青喷洒到沥青破乳期间，石屑撒布量要达到2m³/1000m2，而使用高渗透乳化沥青材料，则无须撒布石屑，施工过程得以简化。

本沥青路面高渗透乳化沥青透层施工结束后钻芯取样结果表明，乳化沥青在基层中的渗透深度达到1～25mm,90%以上的芯样分离时均会导致基层面破坏，充分说明透层施工后芯样上所残留的基层毛茬已经与沥青混凝土构成牢固结合的整体。

5 结语
综上所述，普通乳化沥青透层油一般只在基层表面形成一层沥青薄膜，渗透能力较差，而本沥青路面所使用高渗透乳化沥青透层油能快速渗透至公路基层和
下面层之间，有效解决普通乳化沥青半刚性基层渗透性能差、黏结性能不良的缺陷，使基层和沥青层整体黏结力提升，对于高温多雨地区沥青路面水损害的预防具有积极作用。

本工程标段于2019年年初全线贯通后运行至今已经过两个雨季，全线沥青路面并未出现水损害，路用性能较优越。

参考文献
[1] 蔡日升.高渗透性乳化沥青在沥青路面透层施工中的应用[J].工程技术研究，2020,5(10):143-144.
[2] 唐超，林京松，杨和平.水泥稳定碎石基层上透层施工渗透深度试验研究[J].中外公路，2016,36(6):42-45.
[3] 兰伟伟，孟定宇，虎增福.透层乳化沥青在半刚性基层的渗透实践[J].交通节能与环保，2016,12(5):69-73.。